DE3152372T1 - A METHOD AND AN APPARATUS FOR THE TREATMENT OF A CONTAMINATED GAS OF ELEVATED TEMPERATURE - Google Patents
A METHOD AND AN APPARATUS FOR THE TREATMENT OF A CONTAMINATED GAS OF ELEVATED TEMPERATUREInfo
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Aktenzeichen: PCT/SE 81/oo255File number: PCT / SE 81 / oo255
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung verunreinigter heißer Gase.Method and apparatus for treating contaminated hot gases.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dieses durchführende Vorrichtung zur Behandlung heißer Gase,welche hauptsächlich durch kondensierbare Stoffe verunreinigt sind, wobei das Gas, meistens Lu et, zugleich gereinigt und gekühlt wird und die abgeschiedenen Verunreinigungen aus der Vorrichtung entfernt werden. The present invention relates to a method and a this implementing device for the treatment of hot gases, which are mainly contaminated by condensable substances are, wherein the gas, mostly Lu et, is cleaned and cooled at the same time and the separated impurities are removed from the device.
In vielen Industriezweigen entstehen große Mengen verunreinigter Luft von hoher Temperatur, so daß eine Wärmerückgewinnung attraktiv erscheint. Die Verunreinigungen in der Luft können dabei verschiedenster Art sein und beispielsweise ausIn many branches of industry, large amounts of polluted air of high temperature arise, so that a heat recovery appears attractive. The impurities in the air can be of various types and, for example, from
Verfahren in der KunststoffIndustrie der Oberflächenbehandlungsindustrie der Textil- oder Papierindustrie o.dl. anfallen. Ihnen gemeinsam ist die Schwierigkeit, daß sie sich schlecht von ihren gasförmigen Trägern trennen lassen, was durch ihre chemischen oder physikalischen Eigenschaften hervorgerufen wird, oder aber dadurch, daß die Verunreinigungen nach dem Abscheiden erhebliche Weiterverarbeitungs- oder Verschmutzungsprobleme schaffen, so daß die entsprechenden Reinigungseinrichtungen nicht zufriedenstellend arbeiten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Verunreinigungen in ihrer kondensierten und abgekühlten Form eine hohe Viskosität und eine hohe Adhäsion an Oberflächen aufweisen. Eine Folge davon ist, daß die Reinigung unter solchen Umständen nur soweit getrieben wird, daß es möglich ist, das Gas in die umgebende Atmosphäre abzuführen, ohne daß dadurch ernsthafte Umweltverschmutzungen auftreten. Aufgrund dieser belastenden Probleme mit den Verunreinigungen ist eine wesentliche Wärmerückgewinnung bisher nicht möglich gewesen.Process in the plastics industry of the surface treatment industry the textile or paper industry or similar attack. What they have in common is the difficulty that they feel bad can be separated from their gaseous carriers, which is caused by their chemical or physical properties is, or because the impurities after the deposition are significant further processing or pollution problems create, so that the corresponding cleaning devices do not work satisfactorily. This is especially the case when the impurities in their condensed and cooled form have a high viscosity and have a high level of adhesion to surfaces. A consequence of this is that the cleaning under such circumstances is only so far is driven that it is possible to discharge the gas into the surrounding atmosphere without causing serious environmental pollution appear. Because of these burdensome pollution problems, there is significant heat recovery so far not been possible.
Zur Lösung der obengenannten Probleme sind Anstrengungen unternommen worden, indem die Trenneinrichtungen mit Glasflächen versehen wurden, wobei zugrundegelegt wurde, daß das Glas für die sich darauf ablagernden Verunreinigungen nur eine geringe Adhäsion aufweist und damit die Verschmutzungsprobleme beseitigt würden. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Funktion solcher Einrichtungen schlecht ist und in vielen Fällen eine Demontage und Reinigung erforderlich ist.To solve the above problems, efforts have been made by the partitions with glass surfaces were provided, based on the fact that the glass for the impurities deposited on it only one has poor adhesion and thus the pollution problems would be eliminated. In practice, however, it has been shown that the function of such facilities is poor and in many cases dismantling and cleaning is necessary.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Mangel zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Gas bei erhöhten Temperaturen zu schaffen, bei welchem die kondensierbaren Verunreinigungen aus dem Gas, welches meistens Luft ist, abgeschieden werden, wobei zugleich eine Wärmerückgewinnung erfolgt und die abgeschiedenen Verunreinigungen aus der Einrichtung beseitigt werden. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren oder mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erreicht, welche sich durch die beigefügten Ansprüche kennzeichnen.The object of the invention is to eliminate the deficiencies mentioned and to provide a method and apparatus for treating gas at elevated temperatures at which the condensable impurities are separated from the gas, which is mostly air, with heat recovery at the same time takes place and the separated contaminants are removed from the facility. This is according to the invention achieved by a method or with a device for performing the method, which is achieved by the attached Identify claims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;1 shows a longitudinal section through a device for carrying out the method according to the invention;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Einzelheit j a" der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ;.Fig. 2 is a longitudinal section through a detail j a "of Device according to FIG. 1;
Fig. 3 einen entsprechenden Querschnitt.3 shows a corresponding cross section.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Vorrichtung :um Reinigen eines Gases durch Kondensation bei gleichzeitiger Wärmerückgewinnung dargestellt, bei der die abgeschiedenen Verunreinigungen entfernt werden, ohne daß dabei die Einrichtung stillgesetzt werden muß.In Figures 1 to 3 is a device: to purify a gas by condensation with simultaneous heat recovery shown, in which the deposited impurities are removed without stopping the device must become.
Das in dieser Vorrichtung zu reinigende Gas, welches häufig Luft ist, fließt in Fig 1, in Richtung der Pfeile A und B, wobei nicht weiter dargestellte Leitbleche vorhanden sein können. Gemäß Fig.1 weist die Vorrichtung eine untere, horizontal angeordnete Gruppe Sammelrohre 29 sowie eine obere Gruppe Sammlerrohre 3o auf, die sich parallel zu den Sammlerrohren 29 der unteren Gruppe erstrecken. Die Rohre 29 und 3o, sind rechtwinklig zur Strömungsrichtung gemäß der Pfeile A und B in bestimmten Abständen voneinander angeordnet. Zwischen den oberen Sammlerrohren 3o und den unteren Sammlerrohren 29 erstrecken sich vertikal angeordnete Wärmetauscherrohre 31. Parallele Reihen solcher Rohre 31 sind in Längsrichtung der Sammlerrohre 29 und 3o vorgesehen. Damit die Vorrichtung nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, ist das in Fig. 1 am weitesten links angeordnete Sammlerrohr 29 mit einem nicht dargestellten Einlaß für ein Wärmerückgewinnungsmedium vorgesehen und das in Fig. 1 am weitesten rechts angeordnete Sammlerrohr, mit einem entsprechenden nicht dargestellten Auslaß'. Die Sammlerrohre sind in einer Trägeranordnung befestigt, die Längsteile 32 aufweist. Unter den unteren Sammlerrohren 29 ist eine Auffangplatte in Form einer Klappe 33 angeordnet, deren Funktion später erläutert wird.The gas to be cleaned in this device, which often Air is flowing in Fig. 1, in the direction of arrows A and B, with baffles not shown being present be able. According to Figure 1, the device has a lower, horizontally arranged group of manifolds 29 and an upper group Group header pipes 3o, which extend parallel to the header pipes 29 of the lower group. The tubes 29 and 3o, are arranged at right angles to the direction of flow according to arrows A and B at certain distances from one another. Between Upper header tubes 3o and the lower header tubes 29 extend vertically arranged heat exchanger tubes 31. Parallel rows of such pipes 31 are provided in the longitudinal direction of the header pipes 29 and 3o. So that the device after works on the countercurrent principle, the collector pipe 29, which is arranged furthest to the left in FIG. 1, has a not shown Inlet for a heat recovery medium is provided and the collector pipe located furthest to the right in FIG. 1, with a corresponding outlet (not shown). The collector pipes are fastened in a carrier assembly which has longitudinal members 32. Under the lower header pipes 29 is one Arranged collecting plate in the form of a flap 33, whose Function will be explained later.
Aufgrund der beschriebenen Anordnung der Rohre 31, der Sammlerrohre 29 und 3o arbeitet die Vorrichtung, sowohl nach dem Quer- als auch nach dem Gegenstromprinzip. Durch die Rohre 31 wird eine günstige Wirbelbildung des Luftstromes von A nach B erreicht, was einerseits deswegen günstig ist, weil dieDue to the described arrangement of the tubes 31, the Collector pipes 29 and 3o, the device works, both according to the cross-flow and the counter-flow principle. Through the pipes 31 a favorable vortex formation of the air flow from A to B is achieved, which is favorable on the one hand because the
Wärmeübertragung zwischen der Luft und den Rohren 31 besser ist, als wenn die Luft die Rohre in ihrer Längsrichtung umströmen würde und andererseits deshalb, weil die Reinigungswirkung verbessert wird, da sich die Verunreinigungen zusammenballen. Heat transfer between the air and the tubes 31 better is as if the air would flow around the pipes in their longitudinal direction and on the other hand because the cleaning effect is improved, since the impurities agglomerate.
Das Rohrsystem 31 wird von einem wärmeaufnehmenden Medium durchströmt, welches die Wärme aus der Luft aufnimmt. Kondensierbare Verunreinigungen der Luft, werden dabei in ihren flüssigen Zustand überführt bzw. sublimieren zu Feststoffen und lagern sich dabei auf den Rohren.31 ab, so daß die Luft gereinigt ist und keine wesentlichen Mengen kondensierbarer Verunreinigungen bei der in Frage stehenden Temperatur enthält. Solche Verunreinigungen auf den Rohren 31 die leichtfließend sind, laufen an den Rohren 31 zwischen den Sammlerrohren 29 abwärts und werden auf der Auffangplatte 33 abgelagert.A heat-absorbing medium flows through the pipe system 31, which absorbs the heat from the air. Condensable Contaminants in the air are converted into their liquid state or sublime into solids and are deposited on the pipes. 31, so that the air is purified and does not contain significant amounts of condensable impurities at the temperature in question. Such contaminants on the pipes 31, which are easy to flow, run on the pipes 31 between the collector pipes 29 down and are deposited on the collecting plate 33.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Abtrennen der Verunreinigungen ist jedoch auch für klebrige hochviskose Stoffe zu verwenden, wobei eine Reinigung der Rohre 31 notwendig wird. Die Einrichtung ist dazu mit einer mechanischen und mit einer thermischen Reinigungsvorrichtung ausgestattet. Gemäß der Fig. 2 und 3 ist jedes Rohr 31 mit einem Reinigungsglied 34 ausgerüstet, welches auf dem Rohr auf-und abi ^hiebbar ist. Die Glieder 34 sind scheibenförmig ausgebildet, wobei die Mittelöffnung, in welche jeweils das Rohr 31 eingepaßt ist, so bemessen ist, daß das Verschieben nicht verhindert, aber zugleich eine wirksame Reinigung der Rohre gewährleistet ist. Zwischen jeweils einem Paar benachbarter Rohre 31 ist eineThe device according to the invention for separating the impurities however, it can also be used for sticky, highly viscous substances, with the pipes 31 having to be cleaned. For this purpose, the device is equipped with a mechanical and a thermal cleaning device. According to Fig. 2 and 3, each tube 31 is provided with a cleaning member 34 equipped, which can be lifted up and down on the pipe. the Members 34 are disc-shaped, the central opening into which the tube 31 is fitted, as follows is dimensioned so that the displacement does not prevent, but at the same time an effective cleaning of the pipes is guaranteed. Between each pair of adjacent tubes 31 is one
Antriebseinrichtung für die Reinigungsvorrichtung vorgesehen, die aus einer oberen Gruppe Antriebsglieder 35 und einer unteren Gruppe Antriebsglieder 36 gebildet ist. Die Antriebsglieder 35 und 36 sind so breit, daß sie im wesentlichen den Zwischenraum zwischen den Rohren 31 ausfüllen, wobei die Reinigungsglieder 34 auf den unteren Antriebsgliedern 36 aufliegen . An ihren Enden sind die Antriebsglieder an Sammelkästen 37 angeschlossen. Außerhalb der Rohre 31 sind die Enden der Sammelkasten 37 untereinander durch nicht dargestellte in Richtung der Pfeile A und B verlaufende Träger verbunden, die zur Versteifung dienen. Um korrekte Abstände zwischen den Antriebsgliedern 35 und 36 zu erhalten und um die Festigkeit zu erhöhen, sind nockenförmige Versteifungen und Abstandsglieder 43 innerhalb des Luftweges A-B in vorgewählten Abständen vorgesehen. Die Versteifungs- und Abstandsglieder 43 weisen eine untere Gruppe auf, die mit den unteren Antriebsgliedern 36 zusammenarbeitet, wobei die Versteifungs- und Abstandsglieder dieser Gruppe rechtwinklig zu den Antriebsgliedern zwischen einer anderen benachbarten Reihe von Rohren 31 angeordnet sind. Die Versteifungs- und Abstandglieder sind mit einer Verzahnung 44 versehen, die in den Raum zwischen einander benachbarten Antriebsgliedern hineinreicht, einen genau passenden Sitz aufweist und damit ein Verbiegen der Antriebsglieder verhindert. Eine obere Gruppe Versteifungs- und Abstandglieder 44 ist in Verbindung mit den oberen Antriebsgliedern 35 vorgesehen, wobei die Versteifungsglieder 44 genau über den entsprechenden Gliedern der unteren Gruppe angeordnet sind und eine genau entsprechende Funktion aufweisen.Drive device provided for the cleaning device, from an upper group of drive members 35 and one lower group drive members 36 is formed. The drive members 35 and 36 are so wide that they are essentially the Fill the space between the tubes 31, with the cleaning members 34 resting on the lower drive members 36 rest. The drive links are connected to collecting boxes 37 at their ends. Outside the tubes 31 are the Ends of the collecting tank 37 with one another by means of supports, not shown, which extend in the direction of arrows A and B connected, which serve to stiffen. To get correct distances between the drive members 35 and 36 and to the To increase strength, cam-shaped stiffeners and spacers 43 are preselected within airway A-B in Intervals provided. The stiffening and spacer members 43 have a lower group that cooperates with the lower drive members 36, the stiffening and Spacers of this group at right angles to the drive links between another adjacent row of tubes 31 are arranged. The stiffening and spacer members are provided with a toothing 44, which in the space between extends into adjacent drive members, has a precisely fitting seat and thus a bending of the Drive links prevented. An upper group of stiffeners and Spacer members 44 are provided in connection with the upper drive members 35, the stiffening members 44 being accurate are arranged above the corresponding members of the lower group and have an exactly corresponding function.
Damit die Wärmetauscher und Ablagerungsflächen so groß wie möglich sein können, sollten die senkrechten Rohre einen geringen Querschnitt und dünne Wände aufweisen. In der Praxis führt das dazu, daß die Rohre 31 in Folge von Warmeausdehnungen und Fertigungstoleranzen nicht über ihre ganze Länge genau in Position gehalten werden können. Es ist deshalb von größter Bedeutung, daß sich die Reinigungsglieder 34 innerhalb eines größeren Bereiches rechtwinklig zur Achse der Rohre in einer Ebene frei bewegen können. Dementsprechend ist es ebenfalls von Bedeutung, daß die Abstände zwischen den Rohren und den Antriebsglieder 35 und 36 sowie zwischen den Rohren und den Versteifungs- und Abstandsgliedern ausreichend groß sind.So that the heat exchangers and deposit surfaces are as large as possible, the vertical pipes should have a small cross-section and thin walls. In practice this leads to the fact that the tubes 31 as a result of thermal expansion and manufacturing tolerances are not exactly over their entire length Position can be held. It is therefore of the greatest importance Meaning that the cleaning members 34 within a larger area perpendicular to the axis of the tubes in a Moving level freely. Accordingly, it is also important that the distances between the pipes and the Drive members 35 and 36 as well as between the tubes and the stiffening and spacing members are sufficiently large.
Aufgrund der senkrechten Verschiebung der oben- genannten Antriebsglieder werden die Reinigungsglieder 34 über die senkrechten Rohre hinwegbewegt, wobei .zugleich eine seitliche Bewegung möglich ist, was besonders wichtig ist, damit die Rohre 31 nicht beschädigt werden. Um zusätzlich zur mechanischen Reinigung der Rohre 31 auch eine thermische Reinigung zu erreichen, sind die Antriebsglieder 35 und 36 vorzugsweise aus im Querschnitt rechteckigen Rohren gebildet, von denen zumindest die unteren mit Düsenöffnungen 38 vor jedem F~>hr 31 versehen sind. Die Sammelkästen 37 sind mit Einlassen 42 für Dampf und/oder Lösungsmittel ausgerüstet und sind zumindest mit den unteren Antriebsgliedern 36, strömungsmäßig verbunden.Due to the vertical displacement of the above Drive members are the cleaning members 34 on the vertical tubes moved away, with .at the same time a lateral Movement is possible, which is particularly important so that the tubes 31 are not damaged. To, in addition to mechanical Cleaning of the pipes 31 to achieve thermal cleaning, the drive members 35 and 36 are preferably formed from tubes of rectangular cross-section, of which at least the lower ones are provided with nozzle openings 38 in front of each ferry 31 are. The collecting boxes 37 are with inlets 42 for steam and / or solvents and are at least connected to the lower drive members 36 in terms of flow.
Um das oben genannte Verschieben der Reinigungsglieder 34 über die Rohre 31 zu ermöglichen, ist der Tragrahmen 32 mit senkrechten Schrauben 39 versehen, an denen die Sammelkästen 37 mit entsprechenden Muttern 4o befestigt sind. An jedem Ende der Vorrichtung ist eine Schraube 39 vorgesehen, so daß dieIn order to enable the above-mentioned displacement of the cleaning members 34 over the tubes 31, the support frame 32 is included provided vertical screws 39 on which the collecting tanks 37 are fastened with corresponding nuts 4o. A screw 39 is provided at each end of the device so that the
Reinigungseinrichtung mit den Antriebsgliedern 35 und 36 durch synchrone Drehungen der beiden Schrauben in Längsrichtung über die Rohre 31 hinwegbewegt werden kann, wobei die Antriebsglieder die Reinigungsglieder 34 über die Rohre hinwegschieben. Zugleich bewegen sich auch die Düsen 38 über die Rohre 31. In manchen Fällen ist es von Bedeutung das kein Dampflösungsmittel oder abgeschiedene Verunreinigungen, während der Reinigung der senkrechten Rohre in das Gas oder das Luftsystem gelangt. Um dies zu erreichen, kann die erfindungsgemäße Einrichtung mit nicht dargestellten Klappen versehen sein, die am Eingang und am Ausgang d.h. vor und hinter den Rohren 31 vorgesehen sind und sich schließen und einen Luftstrom verhindern, solange die Fangklappe 33 geöffnet ist, die am Rahmen 32 angelenkt ist und durch eine Strebe 41 gehalten ist. Es ergibt sich dabei, daß der zur Reinigung der Einrichtung eingesetzte Dampf oder die Flüssigkeit, nicht nur die senkrechten Rohre reinigt, sondern zugleich die Auffangklappe 33.Cleaning device with the drive members 35 and 36 by synchronous rotations of the two screws in the longitudinal direction the pipes 31 can be moved away, wherein the drive members push the cleaning members 34 over the pipes. At the same time, the nozzles 38 also move over the tubes 31. In some cases it is important that there is no vapor solvent or separated contaminants, get into the gas or air system during the cleaning of the vertical pipes. Around to achieve this, the device according to the invention can flaps, not shown, which are provided at the entrance and at the exit, i.e. in front of and behind the pipes 31 and close and prevent air flow as long as the trap flap 33, which is hinged to the frame 32 and is open is held by a strut 41. It results that the steam used to clean the device or the Liquid, not only cleans the vertical pipes, but also the collecting flap 33.
Wenn ein verunreinigtes Gas oder Luft durch die Einrichtung in Richtung der Pfeile A und B, wie oben erwähnt, hindurchströmt, dann wird das Gas bzw. die Luft durch die senkrechten Rohre 38 stark verwirbelt, wobei zugleich die Temperatur das durch die Rohre 31 im Quer- und Gegenstrom strömende Wärmemittel gesenkt wird. Durch diese TemperaturSenkung werden die kondensierbaren Verunreinigungen in einen festen oder flüssigen Zustand gebracht, so daß sie sich aufgrund der Wirbelbildung zu größeren Brocken oder Tropfen zusammenballen und auf den senkrechten Rohren 31 ablagern. Nachdem die Luft die Vorrichtung passiert hat, ist die Temperatur gemindert und dieIf a contaminated gas or air flows through the device in the direction of arrows A and B, as mentioned above, then the gas or the air is strongly swirled through the vertical tubes 38, at the same time the temperature is caused by the Pipes 31 in cross and countercurrent flowing heat medium is lowered. By lowering the temperature, the condensable Impurities brought into a solid or liquid state, so that they become due to the formation of eddies Agglomerate larger chunks or drops and deposit them on the vertical tubes 31. After the air the device has happened, the temperature has decreased and the
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Temperatur des Wärmeinediums entsprechend erhöht. Um eine kontinuierliche Behandlung des Gases zu erreichen, werden die Verunreinigungen an den senkrechten Rohren in festgelegten Abständen entfernt.Temperature of the heating medium increased accordingly. To a To achieve continuous treatment of the gas, the impurities are laid in the vertical pipes Distances away.
Die Erfindung läßt sich in verschiedenster Weise abwandeln.The invention can be modified in a wide variety of ways.
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Representative=s name: MUELLER, H., DIPL.-ING., 8000 MUENCHEN SCHUPFNER, |
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